Kernenergie 9e 2019/Physikalische Grundlagen

Kernspaltung

Eigenschaften von Uran

Ursachen

Induzierte Spaltung

Durch Beschuss von einem Atomkern mit nuklearen Teilchen kann eine Spaltung gezielt durchgeführt werden. Sind diese Atomkerne sehr schwer wie die von Uran 235 (²³⁵U) oder Plutonium 239 genügt der Beschuss mit relativ lagsamen Teilchen.

Oklo Naturreaktor

Der Naturreaktor Oklo in der gabunischen Provinz Haut-Ogooue ist eine Uranlagerstätte, in der durch eine natürlich entstandene Urankonzentration eine nukleare Kettenreaktion auslöste.

Vor ca. 2 Mrd. Jahren entstandt die hohe Urankonzentration.

Der natürliche Kernreaktor war etwa 500.000 Jahre lang aktiv und setzte bei einer thermischen Leistung insgesamt etwa zehn Tonnen Uran-235 (²³⁵U) und aus Uran-238 (²³⁸U) etwa vier Tonnen Plutonium-239 (²³⁹Pu). Da sich im Naturreaktor der natürliche Isotopenanteil von ²³⁵U zu diesem Zeitpunkt so weit reduziert hatte, dass die Bedingungen für selbsterhaltende Spaltungsprozesse (Kritikalität) nicht mehr gegeben waren.

Der zu geringe U-235 Gehalt hatte seine Ursache in dem Uranerz. Das wurde in Gabun abgebaut. Das Erz hatte nur 0,7171% an manchen Stellen sogar noch viel weniger. Das war merkwürdig, denn nach allem was man bis dahin sagen konnte, ist alles Uran auf der Erde früher bei einer Supernova entstanden und hat überall den gleichen Gehalt von spaltbarem U-235. Nämlich 0,7202%. Außer in Oklo.

Spontane Spaltung

Sie stellt eine Art der Kernspaltung dar, bei der sich ein Kern spontan, d. h. ohne äußere Einwirkung – insbesondere ohne Neutronenbestrahlung – in zwei (selten mehrere) meist mittelschwere Kerne und einige Neutronen teilt.

Spaltfragmente

Die Gesamtzahl der Protonen und Neutronen(promtes-/verzögertes Neutron) bleibt bei jeder Kernspaltung erhalten.

Beim ersten Fall dem häufigsten Fall teilt sich der Stoff in zwei Atomkerne (Spaltfragmente) .Es sind viele verschiedene Nuklidpaare möglich. Meist entsteht ein leichteres (Massenzahl um 90) und ein schwereres Spaltfragment (Massenzahl um 140).

Beim zweiten Fall dem seltenen Fall kommt noch ein drittes Fragment vor (ternäres Fragment) .Dies hat meistens eine sehr kleine Massenzahl (maximal 30)

Quellen

15.02.2019 :
https://de.wikipedia.org/wiki/Kernspaltung , 12:31 Uhr
https://www.energie-lexikon.info/kernspaltung.html, 12:35 Uhr

https://de.wikipedia.org/wiki/Naturreaktor_Oklo, 11:32

http://scienceblogs.de/wasgeht/2015/05/04/oklo-ein-wirklich-alter-kernreaktor/, 11:52

8.03.2019

https://de.wikipedia.org/wiki/Kernspaltung , 12:01